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Quatro esferas metálicas e maciças, E1, E2, E3 e E4 , todas com a mesma massa, são colocadas simultaneamente no interior de um recipiente contendo água em ebulição. A tabela abaixo indica o calor específico e a massa específica do metal que constitui cada esfera.
Atingido o equilíbrio térmico, essas esferas são retiradas da água e colocadas imediatamente na superfície de um grande bloco de gelo que se encontra na temperatura de fusão. A esfera que fundiu a maior quantidade de gelo e a esfera que produziu a cavidade de menor diâmetro no bloco de gelo são, respectivamente:
Atingido o equilíbrio térmico, essas esferas são retiradas da água e colocadas imediatamente na superfície de um grande bloco de gelo que se encontra na temperatura de fusão. A esfera que fundiu a maior quantidade de gelo e a esfera que produziu a cavidade de menor diâmetro no bloco de gelo são, respectivamente:
- A) E3 ; E4.
- B) E2 ; E4.
- C) E1 ; E3.
- D) E1 ; E2.
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Resposta:
A alternativa correta é letra C
A esfera que fundiu a maior quantidade de gelo, será a esfera com a maior quantidade de calor. Sabendo que a quantidade de calor Q é dada por :
Sendo :
Q= Quantidade de calor
m= massa
c = calor específico
= Variação da temperatura
Pelo enunciado, a massa das esferas são idênticas, assim como a variação de suas temperaturas (pois estão em equilíbrio térmico). Portanto, a esfera que possuir maior calor específico, terá a maior quantidade de calor (fundirá mais gelo). Pela tabela, o metal com maior calor específico é o alumínio. Logo, E1 é a esfera que fundiu a maior quantidade de gelo.
Q= Quantidade de calor
m= massa
c = calor específico
= Variação da temperatura
Pelo enunciado, a massa das esferas são idênticas, assim como a variação de suas temperaturas (pois estão em equilíbrio térmico). Portanto, a esfera que possuir maior calor específico, terá a maior quantidade de calor (fundirá mais gelo). Pela tabela, o metal com maior calor específico é o alumínio. Logo, E1 é a esfera que fundiu a maior quantidade de gelo.
Já a esfera que produziu a cavidade de menor diâmetro no bloco de gelo, será a esfera de menor volume. Como as massas m são iguais, a esfera de menor volume V será a de maior massa específica, pois :
Ou seja, quanto maior a massa específica, menor o volume, e consequentemente, menor o diâmetro da cavidade produzido no bloco de gelo. A esfera que possui a maior massa específica é a E3, que corresponde ao níquel.
Logo, a alternativa correta é a letra C.
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